生物建模仿真

国家级

《生物建模仿真》(理论课含实践)是生物医学工程本科的专业基础课程,也是生物学、医学等专业教育教学的重要内容之一。本课程获评国家级高校本科精品课程。课程的教学目的是在学习系统建模与计算机仿真的基本理论和方法基础上,通过生物系统建模仿真的典型案例,培养学生的创新能力和实践能力。

课程介绍

课程目标 《生物建模仿真》是生物医学工程专业本科的专业基础课程,也是现代生物医学及相关专业教育教学的重要内容之一。系统的建模与仿真,是分析、研究和设计各类系统,特别是诸如生命系统这类复杂系统的重要技术。本课程的教学目的是在学习系统建模与计算机仿真基本理论和方法的基础上,通过学习生物系统建模仿真的典型范例,培养学生解决生物系统建模仿真问题的创新能力和实践能力。 课程性质与定位 《生物建模仿真》...

教学单元
  • 第1讲 生物建模仿真概论
  • 第2讲 系统的数学模型和建模方法
    • 02-01

      数学模型的分类

    • 02-02

      连续状态系统模型

    • 02-03

      连续时间模型之间的转换

    • 02-04

      系统的实现

  • 第3讲 连续系统的数字仿真
    • 03-01

      微分方程的数值积分数值解

    • 03-02

      从传递函数到Z函数的转换

    • 03-03

      从连续时间状态方程到离散时间状态方程的转换

    • 03-04

      连续时间结构框图典型环节的离散相似

  • 第4讲 基于实验数据的建模与仿真
    • 04-01

      实验数据建模仿真的基本概念

    • 04-02

      系统辨识

    • 04-03

      回归数学模型

  • 第5讲 基于Simulink的建模与仿真
    • 05-01

      Simulink简介

    • 05-02

      Simulink的基本模块

    • 05-03

      基于Simulink的建模与仿真

    • 05-04

      子系统的创建

  • 第6讲 建模与仿真的校核、验证与确认
    • 06-01

      VVA技术概述

    • 06-02

      模型与仿真的校核

    • 06-03

      模型与仿真的验证

    • 06-04

      仿真模型的确认

  • 第7讲 单一生物种群增长模型
    • 07-01

      Malthusian方程

    • 07-02

      Logistic方程

  • 第8讲 房室模型的建模与仿真
    • 08-01

      房室模型系统的基本概念

    • 08-02

      房室模型的建模

    • 08-03

      房室模型的仿真

  • 第9讲 神经电生理数学模型----Hodgkin–Huxley方程
    • 09-01

      动作电位产生和传导的神经生物学机制

    • 09-02

      H–H模型的建立

    • 09-03

      H–H方程中的离子通道电导

    • 09-04

      H–H方程的仿真及成功应用

  • 第10讲 脑电的自回归(AR)模型
    • 10-01

      随机序列的参数模型

    • 10-02

      AR模型

    • 10-03

      AR模型的最小均方参数估计及阶次估计

    • 10-04

      脑电的AR模型

  • 第11讲 课堂讨论模块
    • 11-01

      课堂讨论1

    • 11-02

      课堂讨论2

  • 第12讲 论文写作练习模块
  • 第13讲 习题讲解及课程综合练习模块
    • 13-01

      习题讲解1

    • 13-02

      习题讲解2

    • 13-03

      课程综合练习1

    • 13-04

      课程综合练习2

  • 第14讲 实验模块
    • 14-01

      实验1 MATLAB基础

    • 14-02

      实验2 系统建模的MATLAB实现

    • 14-03

      实验3 系统仿真的MATLAB实现

    • 14-04

      实验4 最小二乘法及数据拟合建模的回归分析

    • 14-05

      实验5 Simulink动态建模

    • 14-06

      实验6 脑电的AR模型

教材
  • 主教材
    生物建模仿真
    ISBN:

    978-7-302-20914-0

    主编:

    田心

    清华大学出版社
  • 辅助教材
    Simulation Modeling and Analysis
    ISBN:

    9787302041320

    主编:

    Averill M.Law Kelton,W.D

    清华大学出版社
课程信息
课程类型:

理论课(含实验/实践)

课程属性:

专业基础课/技术基础课

课程学时:

72.0

学校:

天津医科大学

学科门类:

工学

专业大类:

生物医学工程类

专业类:

生物医学工程

适用专业:

生物医学工程学 生物学 基础医学 药学及其他相关专业

教学团队
  • 田心

    课程负责人

    教授

  • 郑旭媛

    主讲教师

    教授

  • 宋毅军

    主讲教师

    主任医师

  • 刘婷

    主讲教师

    副教授

  • 王俊松

    主讲教师

    副教授

  • 肖振国

    主讲教师

    副教授

  • 白文文

    主讲教师

    讲师

  • 李洋

    主讲教师

    讲师

  • 王索刚

    主讲教师

    副教授